Disseny d’una planta per a la valorització neta de digestats mitjançant gasificació d’alta temperatura, tractament de gasos i efluents i cogeneració mitjançant microturbina de gas

El desplegament del biogàs a Catalunya es veu condicionat per la gestió del digestat, principal subproducte de la digestió anaeròbia. Aquest corrent presenta una humitat molt elevada (85– 90 % en pes), fet que encareix la logística i sovint requereix etapes prèvies d’assecat amb un consum energètic rellevant. Addicionalment, la presència potencial de contaminants com metalls pesants i antibiòtics pot dificultar la reutilització agrícola i impedir-ne la valorització, derivant-lo a vies de gestió alternatives com el compostatge o l’eliminació en abocador, amb un increment substancial dels costos de gestió. Paradoxalment, aquest flux residual concentra una fracció significativa de l’energia no transformada durant la digestió anaeròbia. El digestat generat a Catalunya l’any 2020 presenta un potencial energètic teòric d’uns 194 GWh/any, amb una previsió d’increment fins a valors de l’ordre de 1,34 TWh/any en l’horitzó 2030. En aquest context, la transformació del digestat i d’altres residus orgànics de difícil valorització en combustibles gasosos renovables esdevé especialment rellevant, ja que permet avançar cap a esquemes de circularitat material i energètica, complementar fonts renovables intermitents com la solar i l’eòlica i, alhora, donar resposta a demandes energètiques difícils d’electrificar, especialment en sectors industrials amb elevada demanda tèrmica. En aquest marc, la gasificació, integrada amb sistemes de recuperació de calor i neteja de gasos, esdevé una tecnologia prometedora per valoritzar residus amb alt contingut energètic i elevada càrrega d’humitat, de nitrogen i sofre, contribuint alhora a reforçar la flexibilitat del sistema energètic renovable. És en aquest context que neix el projecte CLINDIGEST (Clean Incineration of Digestate), amb l’objectiu de demostrar, a escala precomercial, una alternativa tecnològica neta per a la valorització energètica de digestats altament humits mitjançant la producció de gas de síntesi, integrant la recuperació d’energia, aigua i reactius químics dins del propi procés. La solució desenvolupada integra cinc subsistemes principals. Un sistema d’assecatge amb recompressió mecànica de vapor (MVR) permet reduir de manera eficient la humitat del digestat amb una demanda energètica externa baixa i un COP molt elevat. El digestat assecat s’alimenta posteriorment a un sistema de gasificació d’alta temperatura amb recuperació de calor integrada, que opera en un reactor de tambor rotatori autotèrmic sota condicions subestequiomètriques d’agent gasificant, afavorint l’homogeneïtzació de la mescla, minimitzant la formació de quitrans i evitant problemes d’aglomeració i fusió de cendres, permetent així l’obtenció d’un syngas amb poder calorífic elevat. El gas produït es condiciona mitjançant un sistema de neteja de gasos en dues etapes per eliminar contaminants àcids i bàsics i garantir el compliment normatiu sense classificar el procés com a incineració. Posteriorment, el syngas net es valoritza energèticament en una microturbina de gas en règim de cogeneració. Finalment, el sistema de tractament d’efluents permet estabilitzar les aigües de purga del sistema de neteja de gasos, recuperar parcialment els reactius químics i minimitzar els residus finals, tancant el cicle de materials del procés.